Padrões de teste para propriedades mecânicas de materiais poliméricos orgânicos comuns

Materiais poliméricos orgânicos, também conhecidos como materiais moleculares ou alto polímero, cujas propriedades mecânicas são resistência, rigidez, dureza, plasticidade e tenacidade. Os indicadores que refletem essas propriedades mecânicas incluem resistência ao escoamento, resistência à tração, alongamento, encolhimento da seção, resistência ao impacto, limite de fadiga, resistência à fratura, etc. Este artigo é uma visão geral dos testes de propriedades mecânicas de materiais poliméricos orgânicos comuns.

★ Classificação de materiais poliméricos

Existe uma vasta gama de polímeros com diferentes propriedades. Os polímeros comuns incluem plásticos, fibras, borracha, revestimentos, adesivos, etc., que podem substituir parcialmente materiais metálicos e não metálicos.

Plásticos	Os plásticos são feitos de resinas sintéticas ou polímeros naturais quimicamente modificados, com cargas, plastificantes e outros aditivos. Os plásticos são geralmente classificados em termofixos e termoplásticos de acordo com as propriedades da resina sintética e em plásticos de uso geral e plásticos de engenharia de acordo com seu uso.
Fibras	As fibras são divididas em fibras naturais e fibras químicas. O primeiro refere-se a seda, algodão, linho, lã, etc. Os últimos são fabricados a partir de polímeros naturais ou sintéticos por fiação e pós-tratamento. As fibras têm uma alta força de valência secundária, baixa capacidade de deformação e alto módulo.
Caucho	A borracha é um polímero linear e flexível. Sua pequena força de valência secundária entre as cadeias moleculares e a flexibilidade das cadeias moleculares permitem grandes deformações sob a ação de forças externas, que podem ser rapidamente restauradas após a remoção. Existem dois tipos de borracha: borracha natural e borracha sintética.
Revestimentos	Com polímero como o principal material formador de filme, adicionando solvente e vários aditivos. Dependendo da substância formadora de filme, eles são divididos em revestimentos de graxa, revestimentos de resina natural e revestimentos de resina sintética.
Adesivos	É um tipo de material adesivo baseado na síntese de compostos poliméricos naturais. Existem dois tipos de adesivos naturais e sintéticos. Adesivos sintéticos são usados ​​com mais freqüência.
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Os polímeros podem ser divididos nas categorias acima de acordo com suas propriedades mecânicas e estado de uso. Mas não há limite estrito entre todos os tipos de polímeros, o mesmo polímero, usando diferentes métodos de síntese e processos de moldagem, pode ser feito em plástico, também pode ser feito em fibra, como o náilon é assim. O poliuretano é um tipo de polímero, tanto vítreo como elástico à temperatura ambiente, por isso é difícil dizer se é borracha ou plástico.

★ Padrões de teste para propriedades mecânicas de materiais poliméricos orgânicos comuns

As propriedades mecânicas dos polímeros são as propriedades mais importantes a serem consideradas ao usar polímeros. Envolve design de material, design de produto e condições de uso de materiais poliméricos, portanto, a compreensão o teste de propriedades mecânicas do polímero é um pré-requisito necessário para compreendermos os materiais poliméricos.

1 Espuma

A espuma é caracterizada por baixa densidade relativa, alto módulo de elasticidade específico e alta resistência específica, o que a torna um material estrutural leve ideal. Ao mesmo tempo, a espuma é um material protetor eficaz devido à sua forte capacidade de absorção de impacto, bom desempenho de amortecimento, isolamento acústico e isolamento térmico, e tem uma ampla gama de aplicações em vários setores.

Padrões de teste para propriedades mecânicas de materiais de espuma.
Equipamento de teste ASTM D3574 para espumas flexíveis de uretano celular
ASTM D5672 Força de recuo, deflexão de espuma de plástico celular flexível
Teste de tração ISO 1798 de polímeros celulares flexíveis
Dureza de indentação ISO 2439 de espuma de plástico celular flexível
ISO 3385 - Fadiga de espuma celular flexível por batimento de carga constante
Resistência ao rasgo de materiais poliméricos celulares flexíveis ISO 8067

2 geotêxteis

Geotêxteis são fibras sintéticas de poliéster, polipropileno, acrílico, náilon e outros polímeros, amplamente utilizados como materiais relacionados ao solo, rocha, argila ou outra engenharia geotécnica. Os geotêxteis usados ​​na engenharia geral têm várias funções físicas, como anti-infiltração, retro-filtração, drenagem, isolamento, reforço, proteção e vedação.

Padrões de teste para propriedades mecânicas de materiais geotêxteis.
Resistência ao rasgo do trapézio ASTM D4533 de geotêxteis
ASTM D4594 Efeitos da temperatura na estabilidade de geotêxteis
Equipamento de teste de tração de largura ampla ASTM D4595 para geotêxteis
Teste de garra ASTM D4632 para geotêxteis
Equipamento de teste de resistência à punção de índice ASTM D4833 para geomembranas
Resistência ASTM D4884 de costuras ou costuras termicamente ligadas de geotêxteis
Teste de punção ASTM D6241 para geotêxteis
Testes de descascamento e cisalhamento ASTM D6392 de costuras de geomembrana
Força de casca de ligação ASTM D6496 entre as camadas superior e inferior de revestimentos de argila geossintéticos perfurados por agulha
Teste de tração ASTM D6637 Simples ou Multi-Rib de Geogrelhas
Teste de tração ASTM D6693 de geomembranas
ASTM D6992 ruptura por fluência de materiais geossintéticos
Teste de tração ASTM D7003 de geomembranas reforçadas
Teste de tração ASTM D7004 de geomembranas reforçadas
Força de ligação ASTM D7005 (adesão da camada) de geocompósitos
Cisalhamento de tração ASTM D7056 - Geomembrana betuminosa
Teste de punção estática ISO 12236 (teste CBR) para geossintéticos
ISO 13431 Fluência de tração de geotêxteis

3 Papel

As propriedades mecânicas do papel são a resistência do papel sob a ação de forças externas, é a garantia necessária do processo de impressão lisa, afetada principalmente pelos seguintes aspectos: propriedades reológicas (elasticidade), características de deformação por compressão Z, resistência mecânica e resistência superficial.

Padrões de teste para propriedades mecânicas de materiais de papel.
ASTM D4987 Resistência à tração de perfurações em formulários contínuos de uma parte
ASTM D828 Força de Tração Deflexão de Papel e Papelão
Teste de dobramento de três pontos ISO 11093-6 de núcleos de papel e cartão
Módulo de flexão ISO 11093-7 de núcleos de papel e cartão usando o método de três pontos
Equipamento de teste de compressão ISO 13820 para papel, cartão e papelão ondulado
Papel e papelão ondulado ISO 2872
Papel e papelão ondulado ISO 2874
Rigidez e Propriedades Flexurais TAPPI T 451 - Papel
Teste de resistência à ruptura por tração TAPPI T 456 de papel e papelão saturados com água
Teste de tração de papel TAPPI T 494
TAPPI T 821 Pino de adesão de papelão ondulado
TAPPI T 822 Anel de esmagamento de papelão (método de suporte rígido)
Força de compressão de curto alcance TAPPI T 826 - papel cartão
Teste de esmagamento de borda TAPPI T 838 usando pescoço para baixo

4 Plásticos

O módulo de elasticidade dos plásticos está entre o da borracha e da fibra, cerca de 10⁷-10⁸Pa. Em temperaturas ligeiramente mais altas, a deformação pela força pode ser várias vezes maior. A deformação de alguns plásticos é reversível e outros são permanentes.

Padrões de teste para propriedades mecânicas de materiais plásticos.
ASTM D256 Izod Resistência ao impacto de plásticos
Resistência ao impacto de Charpy ASTM D6110 de espécimes entalhados de plásticos
Teste de rasgo ASTM D624 para borracha e elastômeros
Máquina de teste de flexão de quatro pontos ASTM D6272 para plásticos e materiais isolantes
Teste de tensão ASTM D638 para plásticos
Teste de compressão ASTM D695 para plásticos rígidos
Equipamento de teste de fadiga por flexão ASTM D7774 para plásticos
Teste ASTM D790 para propriedades de flexão de plásticos e materiais isolantes
Teste de tração ASTM D882 para folhas de plástico fino
Teste de impacto do pêndulo ISO 13802 em plásticos | Maquinas
ISO 179 Charpy Resistência ao impacto de plásticos entalhados | Equipamento de teste
ISO 180 Izod Resistência ao impacto do plástico | Equipamento de teste
ISO 527 - Teste de tração de compostos plásticos

5 Caucho

A borracha é caracterizada pela alta elasticidade à temperatura ambiente e pode produzir uma grande deformação de até 1000%, mesmo sob a ação de uma pequena força externa. Depois que a força externa é removida, ela pode retornar rapidamente ao seu estado original. O módulo de elasticidade da borracha é pequeno, cerca de 10⁵-10⁴Pa. As borrachas comumente usadas são borracha natural (borracha de isopreno), borracha de estireno-butadieno, borracha de butadieno (polibutadieno), borracha de etileno propileno e borracha de silicone.

Padrões de teste para propriedades mecânicas de materiais de borracha.
Equipamento de teste de conjunto de compressão de borracha ASTM D1229
Teste de tensão ASTM D1414 e conjunto de tensão de O-Rings de borracha
Adesão ASTM D1871 entre o fio do talão do pneu e a borracha
Adesão ASTM D2229 entre cabos de aço do pneu e equipamento de teste de borracha
Compressão ASTM D395 de Borracha em Equipamento de Teste de Ar ou Líquido
Teste de tensão ASTM D412 para borracha e elastômeros
ASTM D413 Adesão de casca de borracha ao substrato flexível
Equipamento de teste de adesão de borracha a metal ASTM D429
Teste de compressão de borracha ASTM D575
Equipamento de teste de tira de tecido de borracha plástica ISO 1421
Resistência ao rasgo ISO 34-1 e ISO 34-2 de borracha, vulcanizada ou termoplástica - calças
ISO 6133 Rasgo de borracha e resistência de adesão

6 Têxteis

A matéria-prima do têxtil é fibra, e o módulo de elasticidade da fibra é grande, cerca de 10⁹~ 10¹⁰Pa, e a deformação não excede 20% quando é tensionada. Macromoléculas de fibra ao longo do eixo para arranjo regular, em uma ampla faixa de temperatura (-50 ℃ ~ 150 ℃), as propriedades mecânicas não mudam muito. As fibras sintéticas comumente usadas são: nylon, poliéster, acrílico e vinilon, etc.

Padrões de teste para propriedades mecânicas de materiais têxteis.
ASTM D1424 Resistência ao rasgo de tecidos por aparelho do tipo pêndulo em queda (Elmendorf)
Equipamento de teste de força de zíper ASTM D2061
Equipamento de teste de couro de força de quebra de garra ASTM D2208
Equipamento de teste de couro de resistência à tração ASTM D2209
ASTM D3787 Têxteis de Estouro de Bola Têxteis de Taxa Constante Traverse Equipamento de Teste CRT
Máquina de teste de fibras têxteis simples de tração ASTM D3822
Teste de garra ASTM D5034 para tecidos têxteis
Força de ruptura e alongamento ASTM D5035 de tecidos têxteis pelo método de faixa
Equipamento de teste de alongamento e resistência à ruptura ASTM D6775 para tecido têxtil, fita e material trançado
Máquina de teste de têxteis de tração ASTM D76
Máquinas de teste ISO 13934 para testes de agarrar e tiras de tecido
Propriedades de tração de costura ISO 13935 de têxteis
Equipamento de teste de fio de vidro têxtil ISO 3341
ISO 3342 Força de ruptura de tração de tapetes de vidro têxtil

7 adesivos

Podem ser várias partes (ou materiais) homogêneas ou heterogêneas conectadas entre si, após cura com força suficiente de uma classe de substâncias (orgânicas ou inorgânicas naturais ou sintéticas), que coletivamente são conhecidas como adesivos, agentes de ligação, adesivos e, normalmente, usados ​​para se referir para como cola. É um estado de fluxo viscoso à temperatura ambiente e, quando submetido a forças externas, produzirá deformação permanente e, após a retirada da força externa, o polímero não poderá recuperar sua forma original.

Padrões de teste para propriedades mecânicas de materiais adesivos.
Equipamento de teste de descascamento de tambor de escalada ASTM D1781 para adesivos
Equipamento de teste de resistência a descascamento ASTM D1876 T para adesivos
Máquina de teste de adesivo de aderência ASTM D2979
Fitas adesivas sensíveis à pressão de adesão de destacamento ASTM D3330
Máquina de teste de adesivos de clivagem de fratura ASTM D3433
ASTM D3528 Resistência à Tensão de Juntas Adesivas de Dupla Sobreposição
Durabilidade de superfície colada com adesivo ASTM D3762 de alumínio (teste de cunha)
Equipamento de teste de adesivos de aderência de loop ASTM D6195
Equipamento de teste de resistência a descascamento de 6862 graus ASTM D90 para adesivos
Equipamento de teste de resistência à tração ASTM D897 para ligações adesivas de metal a metal
Força de tira adesiva de 903 graus ASTM D180 de ligações adesivas
Ligações adesivas de madeira ASTM D905 em cisalhamento por carga de compressão
Adesivos de teste de resistência a descascamento ISO 4578
ISO 4587 Resistência ao cisalhamento de tensão sobreposta de conjuntos ligados de rígido a rígido